退火温度对ZnO薄膜晶体管电特性的影响

摘要

针对非晶硅和有机薄膜晶体管的低迁移率问题,以高纯Zn为靶材,反应磁控溅射沉积、且在不同温度下退火的ZnO薄膜作为半导体活性层,成功地制备出基于ZnO材料的薄膜晶体管(ZnO-TFT),研究了退火温度对ZnO-TFT电特性的影响.结果表明:ZnO-TFT的载流子迁移率随退火温度的升高而明显增大,700℃退火的样品迁移率为8.00cm2/(V.s),阈值电压随退火温度的升高而明显减小,在较高温度下退火处理制备的ZnO-TFT呈现出较低的关态电流.结合X射线衍射谱、原子力显微镜和X射线光电子能谱对ZnO薄膜的微结构及组分的分析,发现ZnO-TFT性能随退火温度升高的改善来源于退火温度的升高使ZnO薄膜的晶粒尺寸增大且更均匀、外形更规整、表面更光滑,氧含量更少.